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Re: Lautsprecherupgrade: alle Türen + Armaturenbrett

Bild von Dr._Fraggle
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So! Herzlich Willkommen bei einer neuen Folge "Jugend forscht"! Mr. Green
(Dem Dröhnen auf der Spur...)

Eine akustische Frequenzgangmessung im Kfz ist ein Ding der Unmöglichkeit. Ganz einfach aus dem Grund, weil es in dem kleinen Raum dermaßen viele Resonanzen und Reflexionen gibt, daß es die "eine richtige" Messung gar nicht geben kann. Das merkt man schon ganz einfach daran, daß man den Kopf meist nur 10 cm zur Seite bewegen muss und schon sind die Verhältnisse völlig anders. Was eben noch gedröhnt hat, ist auf einmal viel zu leise.

Deswegen habe ich einfach erstmal rein elektrisch angefangen. Auch um überhaupt mal einen Eindruck davon zu bekommen, wie die Abstimmung der beiden Basschassis in der Praxis ist, wie sich die vordere und die hintere Tür unterscheiden und wie groß überhaupt der Einfluss der Türverkleidung ist.

TSP Messung TSP Messung

Hertz DSK 170.3
DV 170.3

Hertz ESK F165.5
EV F165.5

Lautsprecher
nackt

Hersteller-
angaben

Re = 3,6 Ohm

Fs = 79 Hz

Re = 2,7 Ohm

Fs = 80 Hz

Qms = 5,78

Qes = 1,15

Qms = 3,4

Qes = 1,0

Qts = 0,96

Qts = 0,8

Eigene
Messung

Re = 3,2 Ohm

Fs = 101 Hz

Re = 2,4 Ohm

Fs = 89 Hz

f1 = 84 Hz

f2 = 121 Hz

f1 = 58 Hz

f2 = 125 Hz

Qms = 6,37

Qes = 1,43

Qms = 2,47

Qes = 1,0

Qts = 1,16

Qts = 0,71

eingebaut
mit
Verkleidung

Vordere
Tür

Re =3,4 Ohm

Fs = 89 Hz

Re = 2,7 Ohm

Fs = 68/86 Hz*

f1 = 64 Hz

f2 = 129 Hz

f1 = 50 Hz

f2 = 123 Hz

Qms = 2,31

Qes = 1,25

Qms = 1,92

Qes = 1,16

Qts = 0,81

Qts = 0,72

Sweep vorne, Hertz DSK

Sweep vorn, Hertz ESK

Hintere
Tür

Re = 3,6 Ohm

Fs = 83 Hz

Re = 2,8 Ohm

Fs = 75 Hz

f1 = 66 Hz

f2 = 105 Hz

f1 = 51 Hz

f2 = 103 Hz

Qms = 3,78

Qes = 1,75

Qms = 2,45

Qes = 1,29

Qts = 1,19

Qts = 0,85

Sweep hinten, Hertz DSK

Sweep hinten, Hertz ESK

eingebaut
ohne
Verkleidung

Vordere
Tür

Re = 3,4 Ohm

Fs = 89 Hz

Re = 2,7 Ohm

Fs =74 Hz

f1 = 67 Hz

f2 = 102 Hz

f1 = 53 Hz

f2 = 110 Hz

Qms = 3,64

Qes = 1,52

Qms = 2,19

Qes = 1,17

Qts =1,07

Qts = 0.76

Hintere
Tür

Re = 3,6 Ohm

Fs = 85 Hz

Re = 2,8 Ohm

Fs = 77 Hz

f1 = 68 Hz

f2 = 104 Hz

f1 = 55 Hz

f2 = 102 Hz

Qms = 4,48

Qes = 1,72

Qms = 2,81

Qes = 1,28

Qts = 1,24

Qts = 0,88

Erkenntnis 1:
Die Marketing-Abteilung ist gerade bei der Resonanzfrequenz fs mal wieder recht "kreativ" gewesen. Liegt tatsächlich deutlich höher.

Erkenntnis 2:
Im ersten Moment sehr überraschend für jemanden, der bisher eher mit geschlossenen Gehäusen zu tun hatte... Sowohl die Resonanzfrequenz als auch die Güte sind im eingebauten Zustand tendenziell niedriger als nackt. Ich vermute mal, daß das am Alubutyl liegt. Die Matten sind schwer, weich und aborbieren Energie. Die Kopplung an das Chassis ist offensichtlich eng genug, daß der Treiber dadurch nennenswert gedämpft und auch massemäßig belastet (beschwert) wird.

Erkenntnis 3:
Die Türverkleidung verstärkt diese Bedämpfung noch. Güte ist durchweg kleiner. Resonanzfrequenz ebenso, wenn auch nur minimal.

Erkenntnis 4:
Die vorder Tür bedämpft stärker als die hintere. Aber warum? Ich habe nur minimal mehr Alubutyl auf dem Außenblech angebracht.

Erkenntnis 5:
In den Daten angedeutet (*)... Die vordere Tür scheint Nebenresonanzen zu haben, ähnlich einer Bassreflexbox. Konnte teilweise zwei quasi gleichwertige Impedanzmaxima messen. Dies passt auch zur subjektiven Beobachtung, daß die vorderen Türen im Bereich unterhalb Fs, also um 50 Hz und aufwärts deutlich kräftiger spielen, als die hinteren.

Erkenntnis 6:
Wie man es auch dreht und wendet... Das Dröhnen, das mich die ganze Zeit stört kommt nicht von einer zu hohen Güte oder schlechter Abstimmung der Lautsprecher. Der störende Bereich liegt deutlich oberhalb von 100 Hz. Die gemessenen Resonanzfrequenzen und Güten passen dazu nicht.

Erkenntnis 7:
Speziell an der hinteren Tür ist eine Pegel-Überhöhung im Bereich um 135 Hz zu messen. Dazu hatte ich gesweept und das Smartphone davor gehalten. Diese Überhöhung ist unabhängig von Lautsprecher. Sie tritt mit beiden, DSK und ESK auf und sogar mit dem Original VW/Blaupunkt.

Ok, es scheint also viel mehr die Tür als die Lautsprecher zu sein. Nun wäre es mal interessant zu sehen, wie die Tür alleine, ganz ohne Lautsprecher klingt. Der Signaltheoretiker nennt das übrigens Impulsantwort. Damit kann man sich im Studium eine ziemliche Weile beschäftigen.
In der Praxis ist es aber eigentlich ganz einfach:
Wir nehmen wieder das Smartphone mit einer Spektralanalyseapp. Diese sollte eine Max-Hold Funktion aufweisen. Das Smartphone legen wir einfach auf den Sitz, so daß das Mikrophon grob in Richtung Tür zeigt. Und dann klopfen wir einfach mal kräftig gegen die Tür. Kurze Impulse (Knall, Klatschen, Klopfen) beinhalten praktisch alle Frequenzen gleichzeitig. Diese regen die Tür an und die schwingt entsprechend ihres eigenen Frequenzganges nach.
vornEigenklang der Tür vorn     hinten:Eigenklang der Tür hinten

Bingo! Dancing Passt!

OK. Aber warum?
War 1m^2 Alubutyl pro Tür noch zu wenig?
Auch das lässt sich ganz leicht ausprobieren. Dazu sweepen wir wieder den Frequenzbereich durch, weil wir jetzt nämlich beide Hände brauchen. Man kommt ja nun leider nicht überall dran und die Tür mit Beton auszugießen ist irgendwie auch nicht die Lösung. Die einzige Option wäre, das äußere Türblech noch stärker zu dämmen und das simulieren wir jetzt, indem wir uns da einfach kräftig mit Po, Oberschenkeln und allem was wir haben gegenlehnen. Wenn sich der Frequenzgang dadurch ändern, dann wissen wir wo genau stärker gedämmt werden muss.

Erkenntnis 8:
Leider ist es nicht das Blech! Zumindest nicht die große Fläche, wo man gut drankommt. Die Tür hat ja nun noch mehr Strukturen und wir können nicht alles zukleben. Wasserablauf, Fensterheber, etc. sollen ja auch noch funktionieren.

Aber zu diesem Zeitpunkt kennen wir das Verhalten beider Türen schon recht gut und wissen, was von dort kommt und was eher nicht. Damit können wir die Türen nun wieder zusammenbauen, uns ins Auto setzen und nochmal für die tatsächlich interessanten Hörpositionen (Fahrersitz, etc...) nach Dröhnstellen suchen.

Erkenntnis 9:
Die 135 Hz Resonanz der hinteren Türen ist im Endeffekt gar nicht so schlimm. In Summe über alles fällt diese auf dem Fahrersitz gar nicht so sehr ins Gewicht.

Erkenntnis 10:
Die ganze Bude dröhnt. Im wesentlichen lässt sich der Bereich 110-125 Hz, und dann noch 160 Hz und ca. 200 Hz als zu laut ausmachen. Mit dem Wissen, daß es nicht die Lautsprecher oder ihre Gehäuse (die Türen) sind, kann man nun im Auto rumkriechen und nach starken Vibrationen suchen. Bei ca. 140 Hz hebt übrigens das Bodenblech auf Höhe der C-Säule ab.

Erkenntnis 11:
An dieser Stelle angekommen kann man schließlich davon ausgehen, daß es leider nicht mit einem Stück Alubutyl an der einen entscheidenden Stelle getan ist und auch die Lautsprecher grundsätzlich völlig in Ordnung sind. Man könnte nun versuchen, mit Kiloweise Dämmatten die ganze Karre ruhigzustellen, aber selbst daß muss nicht zwangsläufig zum Erfolg führen. Raumresonanzen werden dadurch nicht entfernt.
Auf jeden Fall tut aber das RCD 200 mit der unsäglichen Loudness-Kurve sein übriges.

Interessanter Punkt:
Wenn es die Fahrzeugstruktur ist, müsste es eigentlich ähnlich bei allen SGAs dröhnen!?
Meinen habe ich allerdings komplett leergeräumt (alle Sitze raus). Die Gegenprobe steht noch aus. Rein zufällig hab ich na noch einen zweiten vor der Tür stehen. Allerdings gehört der meiner Frau und um da irgendwas zu testen müsste ich erstmal 'nen Container bestellen. Laughing

Re: Lautsprecherupgrade: alle Türen + Armaturenbrett

Bild von Manfred
2

Willst du deinen VW in einen Konzertsaal verwandeln?
Wird nicht funktionieren, es ist und bleibt eine VW!
Hast du Angst, dass dich deine Frau eines Tages vor die Tür setzt?
Dann kannst du dich mit guter Musik im VW trösten!

Nette Grüße und ein erholsames Wochenende Wink

Re: Lautsprecherupgrade: alle Türen + Armaturenbrett

Bild von Dr._Fraggle
1

t.klebi in #3 schrieb:
Wenn alle Lautsprecher über extra Kanäle vom Verstärker bzw. DSP versorgt werden, kann natürlich eine Laufzeit-/Frequenzgangkorrektur erfolgen. Genauso wie im Wohnzimmer auch.
Messmikro anschließen und DSP seine Sache machen lassen.

Ja und Nein. Doubt

Ja, kann man machen...
Die Frage ist nur - je nach Fahrzeug und Aufbau der Anlage - was es bringt. Insbesondere der blinde Glaube an die Wunderkiste "DSP" und ihr Messmikrophon ist eher mit Zweifel zu betrachten.

Warum?

Zwischen dem (einen) Lautsprecher und (einem) Ohr liegt der Raum (die Fahrgastzelle) mit all seinen Resonanzen, Ausbreitungswegen und Reflexionen. Signaltheoretisch ist das nichts anderes als eine Filterübertragungsfunktion (Stichwort: HRTF, head related transfer function). Dabei ist es jetzt auch völlig Wumpe, ob es sich um Resonanzen, Interferenzen, Laufzeiten oder sonstwas handelt. Alles wirkt wie verschiedene Arten von Filtern und kann als solche modelliert werden.

Nun kann man versuchen die Filtereigenschaften des Raumes mit einem genau inversen zusätzlichen Filter wieder aufzuheben. Solange man nur ein Ohr hat und sich nicht bewegt funktioniert das in der Theorie auch perfekt.

Und hier kommt jetzt der Haken an der ganzen Sache: Der Raum kann alles sein, von sehr einfach bis sehr komplex und damit wird die Filterfunktion auch entsprechend einfach oder komplex.
Auch die teuersten Signalprozessoren sind aber vor allem eines: Eher einfach. Im Kern steckt da ein mehr oder weniger aufwändiger Equalizer drin, Laufzeitglieder und ggf. andere einfach Standardbausteine der Signalverarbeitung. Nun versucht man entweder händisch oder mit Hilfe von Messmikrophon und automatischem Einstellalgorithmus an den Stellschrauben dieser Standardbausteine etwas hinzubekommen, was irgendwie in die Nähe der inversen Filterfunktion des Raumes kommt.

Und genau da ist das Problem:
Bei einem eher einfachen Raum funktioniert das noch sehr gut.
Je komplexer der Raum und damit die HRTF wird, umso weniger ist es möglich, mit so einer einfachen DSP-Konfiguration die Inverse nachzubilden.

Und das ist genau der Punkt, warum ich eingangs geschrieben hatte, daß ich bei "einer solchen Anlage" eine Laufzeitkompensation für überflüssig halte.

-----

Nochmal ganz einfach und bildlich gesprochen:
Zwei Lautsprecher A und B.
Ein Testimpuls wird abgespielt.

Einfacher Raum. Wohnzimmer. Teppich. Vorhänge.
Von Box A kommt der Impuls nach 30 msec an. Von Box B nach 40 msec. Ich stelle also im DSP für Kanal A eine Laufzeitkorrektur von 10 msec ein und alles ist toll.

Komplexer Raum. SGA. Lautsprecher strahlen nicht direkt. Haufenweise Reflexionen.
Von Lautsprecher A kommt der Impuls nach 3 msec, nach 4 msec und dann nochmal nach 6,5 msec an.
Von Lautsprecher B kommt er nach 2 msec, nach 2,5 msec, nach 4 msec und dann nochmal nach 5msec.
Natürlich ist jede dieser Refexionen auch noch spektral anders verfärbt.

Frage: Wie stelle ich nun die Laufzeitkorrektur in meinem DSP ein?

Grüße
Dirk

Re: Lautsprecherupgrade: alle Türen + Armaturenbrett

Bild von Dr._Fraggle
1

Danke, Danke! Embarassed
Eigentlich findet der @Manfred das auch toll... Spätestens morgen, wenn er sein Päckchen von der Post abholt! Mr. Green

Aber vielleicht muss ich hier nochmal was zu Motivation schreiben, damit sich der Aufwand und das Geschriebene besser Einordnen lässt:

Arrow Das wird kein Konzertsaal und wir sind hier meilenweit von richtigem Car-HiFi entfernt.
Mich hat die Serienausstattung klanglich einfach so sehr genervt, daß ich das Radio oft ganz ausgelassen habe. Dumpfes dröhniges Rumgebrummel. Aufgrund der Infos hier im Forum, einigem Probehören im MM und etwas rumgegoogle zu dem Thema hab ich mir dann einfach die o.g. Lautsprecher und dazu 4 m^2 Alubutyl gekauft. Ich weiß nicht, ob ich das auch gemacht hätte, wenn's nicht gerade so ein Sonderangebot gewesen wäre. (Der Krempel lag dann auch fast ein Jahr ungenutzt im Keller rum.)

Arrow Leider bin ich von dem Ergebnis etwas enttäuscht. Sad
Das ist ein zweischneidiges Schwert. Natürlich hätte ich vor der Anschaffung schon viel mehr Testen und Messen können. Aber gerade wenn es um Raumresonanzen und evtl. mitschwingende Teile geht, hilft doch nur Ausprobieren (Dämmen). Zudem weiß man eben vorher auch nicht was man bekommt, wenn man was neues kauft.
Mit dem Hochtonbereich bin ich jetzt schon super zufrieden und hab quasi auf Anhieb die für mich perfekte Lösung erreicht.
Nur das Dröhnen ist halt geblieben. Wie ich jetzt weiß, sind es nicht die Lautsprecher gewesen und auch auch die Dämmung der Türen war nicht die Lösung. Aber für diese Erkenntnis muss man es halt auch ausprobiert haben.

Arrow Wenn man schon so viel Arbeit reingesteckt hat, ist natürlich auch der Ehrgeiz da, es einigermaßen "richtig" hinzubekommen.
Auch wenn das so nie geplant war...
Vor allem wenn man die ganze Zeit noch die Hoffnung hat, daß es evtl. nur der eine fehlende Klecks Dämmung an der richtigen Stelle oder ein zu hoher Widerstand irgendeines Bauteiles ist.

Arrow Nicht zu vergessen: Neugierde und technisches Interesse!
Wer hat hier nicht schon alles seinen Zuheizer zerlegt, das STG aufgesägt, stundenlang Vergussmasse weg gepopelt, irgendwelche Kontakte nachgelötet um dann am Ende doch ein neues STG zu kaufen? Sinnvoll und wirtschaftlich ist das nicht. Die Werkstatt hätte einfach den kompletten Zuheizer getauscht und gut. Klar, was ich damit ausdrücken will? Wink

Arrow Ich dokumentiere das erstmal nur für mich selbst!
Mir ist es schon oft passiert, daß ich mühevoll etwas zerlege und analysiere, meine Erkenntnisse dann aber auf irgendwelchen Schmierzetteln verschütt gehen. Ich versuche da zunehmend ordentlich zu werden, so daß ich selbst auch nach ein paar Jahren noch verstehe, was ich da gemacht habe. Wenn ich mir aber eh schon die Mühe mache, etwas nochmal vernünftig geordnet zu notieren, warum soll ich das nicht gleich hier im SGAF machen? Die Arbeit ist die gleiche.
Wenn andere damit sogar auch noch was anfangen können: Schön.

Arrow Über Audio wird so viel Blödsinn geschrieben und ich versuche hier ein wenig entgegenzuwirken.
Wer hier schon länger mitliest kennt meine Meinung zu dem Thema. Das hängt auch damit zusammen, daß der gesamte Audio-Markt sehr Voodoo-lastig ist. Natürlich geht es hier um Emotionen und subjektive Wahrnehmung. Da gibt es oft kein absolutes richtig oder falsch. Aber wenn man das Thema studiert hat und in diesem Bereich sein Geld verdient, kann man ja wenigstens mal versuchen ein kleines bisschen Sinn und Verstand beizusteuern.
Deswegen war es mir auch wichtig, hier mal zu zeigen, wie man mit ganz einfachen Hausmitteln (Stereoverstärker, Multimeter, Smartphone) schon relativ gut analytisch und systematisch an die Sache herangehen kann.
Ihr wisst ja wie solche Diskussionen in den Internetforen üblicherweise laufen: Jemand hat irgendein Problem und alle Ratschläge dazu laufen irgendwie darauf hinaus, daß das gar nicht funktionieren kann, weil irgendeine Komponente X viel zu billig oder (ganz schlimm!) Serienausstattung ist und deswegen überhaupt nichts taugen kann und sofort gegen irgendwas ganz teures ausgetauscht werden muss. d''oh!

Ganz interessant finde ich in diesem Zusammenhang auch die Erkenntnis (zumindest Stand heute Very Happy ), daß die Serienlautsprecher in den Türen bei nüchterner neutraler Betrachtung eigentlich gar nicht so schlecht sind und offensichtlich durchaus vergleichbar mit dem, was man für um die 100 Euro (für's Paar) neu zu kaufen bekommt.

Das war das Wort zum Sonntag.
Amen! Angel

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